A pilot project to detect and forecast harmful algal blooms in the northern Gulf of Mexico

More timely access to data and information on the initiation, evolution and effects of harmful algal blooms can reduce adverse impacts on valued natural resources and human health. To achieve this in the northern Gulf of Mexico, a pilot project was initiated to develop a user-driven, end-to-end (measurements to applications) observing system. A key strategy of the project is to coordinate existing state, federal and academic programs at an unprecedented level of collaboration and partnership. Resource managers charged with protection of public health and aquatic resources require immediate notice of algal events and a forecast of when, where and what adverse effects will likely occur. Further, managers require integrated analyses and interpretations, rather than raw data, to make effective decisions. Consequently, a functional observing system must collect and transform diverse measurements into usable forecasts. Data needed to support development of forecasts will include such properties as sea surface temperature, winds, currents and waves; precipitation and freshwater flows with related discharges of sediment and nutrients; salinity, dissolved oxygen, and chlorophyll concentrations (in vivo fluorescence); and remotely-sensed spatial images of sea surface chlorophyll concentrations. These data will be provided via a mixture of discrete and autonomous in situ sensing with near real-time data telemetry, and remote sensing from space (SeaWiFS), aircraft (hyperspectral imagery) or land (high-frequency radar). With calibration across these platforms, the project will ultimately provide a 4-dimensional visualization of harmful algae events in a time frame suitable to resource managers.     

Plant Phenology in Western Canada: Trends and Links to the View From Space

One feature of climate change is the trends to earlier spring onset in many north temperate areas of the world. The timing of spring flowering and leafing of perennial plants is largely controlled by temperature accumulation; both temperature and phenological records illustrate changes in recent decades. Phenology studies date back over a century, with extensive databases existing for western Canada. Earlier spring flowering has been noted for many woody plants, with larger trends seen for species that develop at spring's start. Implications for ecosystems of trends to earlier spring arrival include changes in plant species composition, changes in timing and distribution of pests and disease, and potentially disrupted ecological interactions. While Alberta has extensive phenology databases (for species, years, and geographic coverage) for recent decades, these data cannot provide continuous ground coverage. There is great potential for phenological data to provide ground validation for satellite imagery interpretation, especially as new remote sensors are becoming available. Phenological networks are experiencing a resurgence of interest in Canada (www.plantwatch.ca) and globally, and linking these ground-based observations with the view from space will greatly enhance our capacity to track the biotic response to climate changes.     

遥感监测土壤湿度综述

遥感技术具有大面积同步观测,时效性、经济性强等特点,为大面积动态监测土壤湿度提供了可能。本文对近年来国内外遥感监测土壤湿度的理论、方法的发展和应用进行了回顾,重点介绍了目前已经比较成熟和广泛应用的基于可见光与热红外波段的植被指数方法以及在干旱、半干旱地区的应用,通过对比分析了各种遥感监测方法的优缺点,指出了土壤湿度遥感监测方法存在的不足,展望了土壤湿度遥感监测方法的发展趋势。     

遥感方法应用于湖泊富营养化评价的研究

利用武汉东湖各子湖多年可靠的地面监测资料和1999年9月Landsat—7的TM各波段的卫星遥感数据,建立了各子湖的营养状态指数与TM各波段图像上灰度值之间的关系模型：一元线性模型、多元回归模型。运用这些模型对武汉各湖泊进行富营养化评价。同时基于地面监测资料,用日本学者相崎守弘提出的修正富营养化指数法对武汉主要湖泊的富营养化程度进行评价。结果显示,武汉湖泊多处于中富营养状态,遥感评价结果与地面监测结果基本一致。指出利用遥感方法进行湖泊水体富营养化监测评价是可行的、有效的、利用该方法可进行大范围的湖泊富营养化调查评价。     

富营养化水体中黑水团的吸收及反射特性分析

对黑水团水体光学特性进行研究,是利用遥感技术监测和评估黑水团事件的前提.针对2015年7月在太湖发生的黑水团现象,采集了太湖黑水团区(区域一)、蓝藻水华区(区域二)、清水区(区域三)共36个水样,对这3个区域的水体遥感反射率以及吸收特性进行对比分析.结果表明:1区域一水体的总颗粒物、色素颗粒物和非色素颗粒物吸收系数比区域二、区域三高出1~2倍,在400~500 nm之间,区域一CDOM吸收系数相比另外两个区域的水体高出2倍左右.导致黑水团区域水体具有很低的遥感反射率,被人眼感知时呈现为黑色;2黑水团区域水体M值低于滇池、巢湖和太湖的M值变化范围,说明黑水团中CDOM的腐殖酸含量较高.此外,叶绿素a浓度与CDOM在350 nm处吸收系数之间具有很好的相关性,表明蓝藻的降解可能是黑水团中CDOM的一个主要来源;3在380 nm之后,黑水团区域的水体总吸收以色素颗粒物占主导,但在短波350~380 nm处,CDOM对总吸收的贡献率高于色素颗粒物和非色素颗粒物.     

基于近地多光谱和OLI影像的黄河三角洲冬小麦种植区盐分估算及遥感反演——以山东省垦利县和无棣县为例

黄河三角洲是我国重要的后备土地资源区,而土壤盐渍化对该区的农业生产影响巨大,因此,及时获取该区农作物种植区土壤盐分含量及其分布具有重要意义。论文利用ADC便携式多光谱相机和EC110便携式盐分计,采集该区近地多光谱相片和土壤表层含盐量数据,结合两期遥感影像提取黄河三角洲冬小麦种植区面积分布,构建基于近地多光谱植被指数的土壤含盐量估算模型,进而将模型拟合反演到黄河三角洲OLI影像,得到黄河三角洲冬小麦种植区土壤盐分含量空间分布图,对麦区土壤盐分状况进行了分析。结果显示,土壤含盐量最佳估算模型为以SAVI为因变量的线性模型（Y=-0.754x+0.870,n=80）,估测R²为0.747,精度达到81.44%;研究区冬小麦分布由西南部内陆至东北部沿海呈明显递减的空间趋势;麦田土壤盐分含量主要集中在1.5~3.0 g/kg之间,占种植总面积的76.90%,而含盐大于3.0 g/kg的麦田占14.09%,宜采取针对性栽培管理措施。该研究探索了基于近地多光谱数据和OLI影像的土壤含盐量估算方法,为黄河三角洲麦田管理和土壤盐分含量估算提供了快速有效的技术手段。     

2014年河北中南部两次重霾天气成因分析

利用河北省环保局环境监测站提供的污染物浓度数据及常规气象观测数据、NCEP再分析资料,结合HYSPLIT4.9后向轨迹模式,对2014年10月上旬发生在河北省的2次大范围的重霾天气特征和成因进行综合分析.结果表明,这2次重污染天气过程PM_2.5地面浓度最大值出现在邢台,为507μg/m³,水平能见度不足1km.均压场的分布和较为平稳的高空形势为2次霾天气提供了有利的气象背景.高湿,静小风以及较低的混合层高度不利于污染物扩散,是导致这两次重污染天气持续的主要原因.结合卫星火点及污染物来源分析表明,河北南部及周边省份的秸秆燃烧加重了第2次过程的污染,污染气团的输送对区域性重霾天气产生重要影响.     

燃煤锅炉烟气中SO_3的生成、危害及控制技术研究进展

SO_3是燃煤锅炉烟气中的污染物之一,会造成烟气酸露点升高、空气预热器堵塞腐蚀、"烟羽"现象等,并且降低选择性脱硝催化剂的活性和锅炉的脱汞效率,危害设备安全和大气环境。介绍了燃煤锅炉中SO_3的主要生成途径、危害、控制方法以及SO_3的控制政策。用于燃煤锅炉中SO_3的控制方法有降低燃煤硫含量,采用ROFA燃烧技术,炉内喷碱性吸收剂,炉后喷碱性吸收剂,除尘器前喷氨和使用湿式电除尘器等。     

基于TM影像的城市地表湿度对城市热岛效应的调控机理研究

论文以探究城市热岛效应调控机理为研究目的,以徐州地区1985-2010 年夏季四期Landsat TM影像为研究数据,应用单窗算法、K-T变换、空间叠加分析以及缓冲区分析等研究方法,对徐州市城市热岛时空变化特征进行了反演,重点对徐州市城市热岛强度的调控机理进行了分析并提出了通过K-T变换提取表示城市建成区内部植被与水体覆盖程度的城市地表湿度(ULSW)这一新指标.研究结果显示:城市地表湿度显著区对城市热岛效应起到了有效的调控作用,并且随着城市地表湿度值的提高,区域内部以及周围环境的温度都会随之下降.城市地表湿度指标对于城市热岛效应的调控水平具有一定的代表意义.     

基于光谱分析的生物结皮提取研究——以毛乌素沙地为例

利用典型地物高光谱数据和TM遥感影像,对毛乌素沙地处于旺盛生长期(7-9 月)的由苔藓结皮主导的生物结皮进行了提取研究.结果表明:① 苔藓结皮在生长期具有与绿色植物相似的光谱曲线变化趋势;红边参数显示,二者除红边位置非常接近外,红边振幅、红边宽度和红边面积差异均较大;在近红外区域,苔藓结皮比绿色植物的反射率低很多;苔藓结皮无明显的553 nm反射峰;低盖度苔藓结皮(33%)、藻类结皮和植被枯落物在整个波段光谱曲线比较接近,与裸沙相比,三者反射率均较低.② 基于TM影像,用生物结皮指数(BSCI)、归一化植被指数(NDVI)、监督分类和坡度分级相结合的方法提取生物结皮,发现苔藓结皮的像元面积为0.72×10⁴ km²,占研究区总面积的6.43%.